ISO/TS 17892-11:2004

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 17892-11
Première édition
2004-10-15
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais de sol au
laboratoire —
Partie 11:
Détermination de la perméabilité au
perméamètre à charge constante ou
variable
Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil —
Part 11: Determination of permeability by constant and falling head

Numéro de référence
©
ISO 2004
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.

©  ISO 2004
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/TS 17892-11 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le
comité technique ISO/TC 182, Géotechnique, sous-comité SC 1, Recherches et essais géotechniques,
conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente prénorme européenne …» avec le sens de
«… la présente Spécification technique …».
L'ISO/TS 17892 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais de sol au laboratoire:
— Partie 1: Détermination de la teneur en eau
— Partie 2: Détermination de la masse volumique d'un sol fin
— Partie 3: Détermination de la masse volumique des grains — Méthode du pycnomètre
— Partie 4: Détermination de la granulométrie
— Partie 5: Essai à l'oedomètre sur sol saturé
— Partie 6: Essai au cône
— Partie 7: Essai de compression simple sur sol cohérent
— Partie 8: Essai triaxial non consolidé non drainé
— Partie 9: Essai triaxial consolidé sur sol saturé
— Partie 10: Essai de cisaillement direct
— Partie 11: Détermination de la perméabilité au perméamètre à charge constante ou variable
— Partie 12: Détermination des limites d'Atterberg
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos.vi
Introduction .viii
1 Domaine d’application.1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions.1
4 Procédure d’essai.2
4.1 Exigences générales.2
4.1.1 Granularité, structure et volume.2
4.1.2 Propriétés de l’eau.2
4.1.3 Degré de saturation .3
4.1.4 Gradient hydraulique.5
4.1.5 Température .5
4.1.6 Dimensions de l’éprouvette .5
4.1.7 Mesurage des niveaux piézométriques .6
4.1.8 Mesurage du débit d’eau.7
4.1.9 Prévention des circulations d’eau parasites.8
4.1.10 Contraintes dans l’éprouvette .8
4.1.11 Classes d’essais de perméabilité .9
4.1.12 Choix du dispositif d’essai .9
4.2 Charge variable .10
4.2.1 Appareillage .10
4.2.2 Dispositif d’essai .10
4.2.3 Type de sol et dimensions de l’éprouvette .11
4.2.4 Préparation de l’éprouvette .11
4.2.5 Mode opératoire d’essai .11
4.3 Essai à charge constante dans le perméamètre .12
4.3.1 Appareillage .12
4.3.2 Dispositif d’essai .12
4.3.3 Type de sol et dimensions de l’éprouvette .12
4.3.4 Préparation de l’éprouvette .12
4.3.5 Mode opératoire d’essai .13
4.4 Essai à charge constante dans une cellule triaxiale.13
4.4.1 Appareillage (voir Figure 2).13
4.4.2 Dispositif d’essai .14
4.4.3 Préparation de l’appareillage .14
4.4.4 Type de sol et dimensions de l’éprouvette .14
4.4.5 Préparation de l’éprouvette .15
4.4.6 Mode opératoire d’essai.15
5 Résultats d’essais.15
5.1 Charge variable .15
5.2 Charge constante .16
5.3 Perméabilité dans la cellule triaxiale .17
6 Rapport d’essai .17
Bibliographie.19

Figures
Figure 1 — Écoulement d’eau dans une éprouvette de sol .2
Figure 2 — Exemple de dispositif d’essai utilisant une cellule triaxiale .4
Figure 3 — Exemple de dispositif d’essai permettant de réaliser les essais de perméabilité à charge constante
..........................................................................................................................................................6
Figure 4 — Exemple de dispositif d’essai permettant de réaliser les essais de perméabilité sous pression.7
Figure 5 — Appareillage permettant d’adapter une membrane en caoutchouc sur une éprouvette.8
Tableaux
Tableau 1 — Contre-pression en fonction de la saturation initiale .3
Tableau 2 — Facteur correctif, a de la viscosité de l’eau.5
Tableau 3 — Classes d’essais de perméabilité.9
Tableau 4 — Exemple de dispositif d’essai en fonction du type de sol .10

vi © ISO 2004 – Tous droits réservés

Avant-propos
Le présent document CEN ISO/TS 17892-11:2004 a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 341
“Reconnaissance et essais géotechniques”, dont le secrétariat est tenu par DIN, en collaboration avec le
Comité Technique ISO/TC 182 “Reconnaissance et essais géotechniques”.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants
sont tenus d’annoncer cette Spécification technique : Allemagne, Autriche, Belgique, Chypre, Danemark,
Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg,
Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République Tchèque, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie,
Suède et Suisse.
CEN ISO/TS 17892 comporte plusieurs parties, sous le titre général "Reconnaissance et essais
géotechniques — Essai de laboratoire sur les sols" :
¾ Partie 1 : Détermination de la teneur en eau
¾ Partie 2 : Détermination de la masse volumique d’un sol fin
¾ Partie 3 : Détermination de la masse volumique des particules solides — Méthode du pycnomètre
¾ Partie 4 : Détermination de la distribution granulométrique des particules
¾ Partie 5 : Essai de chargement par paliers à l’œdomètre
¾ Partie 6 : Essai de pénétration de cône
¾ Partie 7 : Essai de compression uniaxiale sur des sols fins
¾ Partie 8 : Essai triaxial non consolidé non drainé
¾ Partie 9 : Essai en compression à l'appareil triaxial sur des sols saturés consolidés
¾ Partie 10 : Essais de cisaillement direct
¾ Partie 11 : Essais de perméabilité à charge constante et à charge décroissante
¾ Partie 12 : Détermination des limites Atterberg
Introduction
Le présent document couvre des sujets n’ayant jusqu’alors pas été normalisés au niveau international dans le
domaine de la géotechnique. L’objectif du document est de présenter la pratique généralement appliquée
dans le monde entier et il n’est pas indiqué les différences significatives avec les documents nationaux. Il
s’appuie sur la pratique internationale (voir [1]).
viii © ISO 2004 – Tous droits réservés

1 Domaine d’application
Le présent document est destiné à être utilisé dans le domaine des techniques de terrassement et de
fondations. Il spécifie les méthodes d’essai en laboratoire permettant de déterminer le coefficient de
perméabilité à l’eau des sols saturés. Dans les essais décrits, les éprouvettes de sol sont soumises à un
écoulement d’eau. La pression et le volume d’eau traversant les éprouvettes sont mesurés afin d’évaluer la
perméabilité.
Les résultats obtenus servent à calculer l’écoulement souterrain et à évaluer la perméabilité de couches
filtrantes et de couches imperméables anthropiques.
2 Références normatives
Les documents suivants sont nécessaires pour l’application de ce document. Pour les références datées,
seule l’édition de la publication à laquelle il est fait référence s’applique. Pour les références non datées, la
dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s’applique (y compris les amendements).
prEN 1997-2, Eurocode 7 : Calcul géotechnique – Partie 2 : Reconnaissance des terrains et essais.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
débit
Q
volume d’eau traversant une éprouvette par unité de temps, t
3.2
vitesse d’écoulement
v
débit d’eau par unité d’aire de sol (y compris les particules et les vides) orthogonale à la direction de
l’écoulement
3.3
gradient hydraulique
i
rapport entre la différence de charge hydraulique totale (perte de charge), h, entre deux points situés sur une
même ligne de courant et distants d’une longueur l (distance entre les points de la ligne de courant, mesurée
dans la direction de l’écoulement, voir Figure 1)
Légende
1 Niveau piézométrique
2 Tube piézométrique
3 Filtre amont
4 Filtre aval
5 Éprouvette
Figure 1 — Écoulement d’eau dans une éprouvette de sol
3.4
échantillon non remanié
normalement, échantillon de la classe de qualité 1 ou au plus 2 selon prEN 1997-2
3.5
coefficient de perméabilité
k
selon la loi de Darcy pour un écoulement laminaire, le coefficient de perméabilité d’un sol saturé d’eau, k, est
le rapport entre la vitesse d’écoulement, v, et le gradient hydraulique, i
NOTE Pour des sols partiellement saturés, le coefficient de perméabilité est toujours inférieur à celui des sols
totalement saturés du fait de la turbulence causée par les vides d’air et non pas en fonction de l’action capillaire.
4 Procédure d’essai
4.1 Exigences générales
4.1.1 Granularité, structure et volume
La dimension et la structure des particules ne doivent pas être modifiées pendant le mesurage de la
perméabilité. Il convient d’attendre que les phénomènes de consolidation et de gonflement soient terminés
avant d’effectuer les mesurages.
Pour l’argile, les phénomènes de consolidation et de gonflement ne peuvent pas être totalement évités à
moins de prendre les mesures nécessaires au préalable. Aussi il convient de maintenir constante la hauteur
de l’éprouvette ou d’ajuster la charge de manière à éviter toute variation de hauteur. Il convient de noter la
hauteur de l’éprouvette et de prendre en compte toute modification significative de sa hauteur, aussi bien en
termes d’expulsion d’eau que de modification du chemin de l’écoulement.
4.1.2 Propriétés de l’eau
L’eau utilisée pour les essais ne doit pas lessiver les constituants de l’éprouvette, ni déposer des matières
dissoutes ou en suspension dans l’éprouvette ni modifier l’état colloïdal du sol.
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés

Utiliser, dans la mesure du possible, une eau de même nature que l’eau interstitielle, de l’eau du robinet
désaérée convient généralement. Lorsque cela s’avère nécessaire (par exemple pour des essais sur des
sédiments marins), l’eau doit être traitée ou prélevée à partir d’une source donnée permettant une
reproduction fidèle des conditions naturelles existant sur le site.
4.1.3 Degré de saturation
4.1.3.1 L’éprouvette doit rester saturée durant le mesurage de la perméabilité.
4.1.3.2 La saturation de l’éprouvette peut être obtenue en appliquant une contre-pression u (comme
indiqué dans le Tableau 1), produite en appliquant, à l’eau interstitielle de l’éprouvette, une pression
hydrostatique qui doit être maintenue pendant toute la durée de l’essai. Ceci peut être réalisé en utilisant le
dispositif d’essai illustré Figure 2.
Tableau 1 — Contre-pression en fonction de la saturation initiale
Saturation initiale Contre-pression
S u
r 0
% kN/m
100 0
95 300
90 600
85 900
Légende
10 Burette permettant de déterminer le volume d’eau entrant
1 Couvercle de l’enceinte
11 Réservoir contenant l’eau désaérée sous pression
2 Embase supérieure de la cellule avec rainure en spirale
12 Alimentation en eau désaérée
3 Disque drainant avec k supérieur ou égal à dix fois celui de
13 Entrée de l’eau et application de la pression, s , dans la
l’éprouvette
cellule
4 Éprouvette
14 Robinet
5 Membrane en caoutchouc avec joints toriques
15 Piston pour produire une contrainte anisotrope dans
6 Embase inférieure
l’éprouvette
7 Tube de verre avec un orifice d’un diamètre inférieur
Hauteur de l’éprouvette (= longueur du chemin de
l
à 1 mm
l’écoulement)
8 Cylindre en verre gradué ou capteur de variation de
p Pression permettant de produire le gradient hydraulique
volume
9 Manomètre
Dans les essais avec contre-pression, il convient d’accroître la pression de l’écoulement par l’orifice (7), de manière à ce qu’elle
corresponde à la contre-pression u , et d’accroître la pression p de manière à ce qu’elle corresponde à p + u .
0 0
Figure 2 — Exemple de dispositif d’essai utilisant une cellule triaxiale
Lorsque la saturation est complète, le volume d’eau entrant dans l’éprouvette doit être égal au volume d’eau
en sortant, en supposant que la pression et le gradient hydraulique demeurent constants.
Les éprouvettes de sol remanié sont généralement partiellement saturées en eau. L’absence de saturation
totale se manifeste également pour des éprouvettes de sol lorsque, au cours du prélèvement, la pression
interstitielle diminue, libérant ainsi des gaz dissous. L’air dissous dans l’eau traversant l’éprouvette peut être
piégé dans l’éprouvette et de ce fait réduire la perméabilité de cette dernière.
Il existe différentes méthodes de saturation des éprouvettes. Il est par exemple possible, avant de saturer
l’éprouvette, de faire circuler de l’eau dans l’éprouvette ou de remplacer l’air contenu dans l’éprouvette de sol
sec par du CO . Les bulles de CO peuvent se dissoudre plus facilement dans l’eau.
2 2
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés

4.1.4 Gradient hydraulique
Pour les besoins des essais, le gradient hydraulique peut être choisi de manière à répondre au mieux aux
considérations pratiques, à condition que ce gradient permette d’obtenir un écoulement satisfaisant à la loi de
Darcy. En cas de doute quant au fait que les conditions d’essai satisfont effectivement à la loi de Darcy, il
convient de faire varier le gradient hydraulique afin de le vérifier. Lorsque l’écoulement n’est pas linéaire, le
gradient hydraulique utilisé en laboratoire doit se rapprocher de celui existant sur le site.
NOTE L’écoulement dans un sol grenu diffère de l’écoulement laminaire décrit selon la loi de Darcy lorsque le
gradient dépasse un certain seuil, par exemple lorsque la vitesse d’écoulement n’augmente pas linéairement avec le
gradient hydraulique du fait de l’influence des forces d’inertie. Pour les sols fins, la vitesse d’écoulement ne décroît pas
linéairement avec le gradient hydraulique lorsque ce dernier est inférieur à un certain seuil.
4.1.5 Température
4.1.5.1 Les essais doivent être réalisés à une température ambiante constante (± 2 °C), permettant
d’obtenir un équilibre entre la température de l’éprouvette et celle de l’eau. La température doit être mesurée
et notée.
4.1.5.2 Afin d’obtenir des résultats reproductibles, la valeur de k, telle que déterminée au cours de l’essai,
doit être convertie pour une température de référence de 10 °C, en utilisant la formule empirique (1) de
Poiseuille :
k = a ´ k (1)
10 T
1,359
(2)
a =
1+ 0,0337 ´ T + 0,00022 ´T
où
T est la température de l’eau (°C) durant l’essai ;
k est le coefficient de perméabilité à la température ambiante (m/s) ;
T
a est un facteur correctif, à calculer ou à choisir dans le Tableau 2. Pour les valeurs intermédiaires,
l’interpolation linéaire est admise.
Une température de référence de 10 °C correspond à la température moyenne de l’eau souterraine. Au
besoin, il est possible d’utiliser une autre température de référence.
Tableau 2 — Facteur correctif, a de la viscosité de l’eau
Température T 5 10 15 20 25
[°C]
Facteur correctif 1,158 1,000 0,874 0,771 0,686
a [–]
4.1.6 Dimensions de l’éprouvette
4.1.6.1 Le diamètre et la hauteur de l’éprouvette doivent être choisis de manière à éviter que les
hétérogénéités n’influent sur les résultats d’essais.
4.1.6.2 Le rapport entre la taille maximale des particules de l’éprouvette et le diamètre ou la longueur de
l’éprouvette ne doit pas être inférieur à 1 : 5 dans le cas de sols de granularité irrégulière et à 1 : 10 dans le
cas de sols de granularité uniforme.
4.1.6.3 Dans le cas de sols cohérents (fins), la section transversale de l’éprouvette, A, ne doit pas être
2 2
inférieure à 1 000 mm et dans le cas de sols grenus, elle ne doit pas être inférieure à 2 000 mm , à moins
que le matériel d’essai nécessite l’utilisation d’éprouvettes de plus grande dimension (voir 4.4.4).
4.1.7 Mesurage des niveaux piézométriques
4.1.7.1 Pour des éprouvettes de sol perméables ou très perméables, la différence de charge hydraulique
ne doit pas être mesurée entre les deux extrémités de l’éprouvette mais uniquement sur la longueur de la
partie de l’éprouvette sur laquelle s’effectuent les mesures piézométriques (voir Figure 3), ceci afin d’éviter
toute perte de charge et tout effet perturbant aux extrémités de l’éprouvette susceptible de modifier les
résultats.
Légende
9 Échelle graduée
1 Entrée de l’eau désaérée
10 Cylindre gradué
2 Robinet - pince ou robinet à volume constant
11 Cellule
3 Réservoir d’alimentation
h Différence de niveau piézométrique
4 Réservoir d’évacuation
h Différence de charge entre les réservoirs
w
5 Filtre
d’alimentation et d’évacuation
6 Embase perforée recouverte d’un tissu métallique
l Longueur du chemin de l’écoulement
7 Éprouvette
l Hauteur de l’éprouvette
8 Tubes piézométriques
Figure 3 — Exemple de dispositif d’essai permettant de réaliser les essais de perméabilité à charge
constante
4.1.7.2 Les colonnes d’eau (tubes piézométriques) doivent avoir un diamètre intérieur de 3 mm à 4 mm
et être placées à au moins 15 mm des extrémités inférieure et supérieure de l’éprouvette. L’extrémité du tube
pénétrant dans l’éprouvette doit être protégée de toute obstruction par du tissu métallique. Dans le cas d’un
sol de faible perméabilité, la perte de charge du fait des tubes introduisant l’eau dans la cellule et l’évacuant
est suffisamment faible pour être négligée, de sorte que la différence de charge entre l’entrée et la sortie peut
alors être considérée comme égale à la perte de charge dans l’éprouvette.
6 © ISO 2004 – Tous droits réservés

4.1.8 Mesurage du débit d’eau
4.1.8.1 Le volume d’eau traversant l’éprouvette doit être mesuré dan
...